《《三维设计》2014新课标高考物理一轮总复习课件 第二章相互作用第2单元 力的合成与分解（50张ppt）.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《三维设计》2014新课标高考物理一轮总复习课件 第二章相互作用第2单元 力的合成与分解（50张ppt）.ppt（50页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、想一想,如图221所示为两个共点力F18 N， F26 N，其夹角为，要求两个力的合力， 应使用什么法则？若角是可以改变的，则这两个力的最大值和最小值各多大？随角的增大，两个力的合力大小如何变化？,图221,提示：求两个力的合力，应使用平行四边形定则，其合力的最大值为14 N，最小值为2 N，随着角的增大，两个力的合力大小逐渐减小。,力的合成,记一记,1合力与分力 (1)定义：如果一个力 跟几个力共同作用的效果相同，这一个力就叫那几个力的 ，那几个力就叫这个力的 。 (2)逻辑关系：合力和分力是一种在作用效果上的 关系。 2共点力 如果一个物体受到两个或更多力的作用，这些力共同作用在物体的 ，
2、或作用线的 交于一点，这样的一组力叫做共点力。,产生的效果,合力,分力,等效替代,同一点,延长线,3共点力的合成法则 (1)平行四边形定则：求两个互成角度的 F1、F2的合力，可以用表示F1、F2的有向线段为 作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的 和 ，如图222甲所示。 (2)三角形定则： 求两个互成角度的共点力F1、F2的合力，可以把表示F1、F2的线段 顺次相接地画出，把F1、F2的另外两端连接起来，则此连线就表示合力的大小和方向，如图222乙所示。,共点力,邻边,大小,方向,首尾,图222,试一试 1如图223所示，F1、F2、F3恰好构成封闭的直角三 角形，这三个力的合力
3、最大的是 ( ) 解析：由矢量合成法则可知A图的合力为2F3，B图的合力为0，C图的合力为2F2，D图的合力为2F3，因F2为直角三角形的斜边，故这三个力的合力最大的为C图。 答案：C,图223,力的分解,想一想,图224,如图224所示，质量为m的物体。 静止在倾角为的斜面上，则物体的重力 mg产生了哪两个作用效果？这两个分力 与合力间遵循什么法则？请确定两个分力的大小？ 提示：物体的重力mg的两个作用效果，使物体沿斜面下滑、使物体压紧斜面，这两个分力与合力间遵循平行四边形定则，其大小分别为mgsin 、mgcos 。,记一记,1力的分解 (1)定义：求一个力的 的过程，是 的逆运算。 (2
4、)遵循法则：平行四边形定则、三角形定则。 (3)分解的方法； 按力的实际作用效果进行分解。 力的正交分解。 2矢量和标量 (1)矢量：既有大小又有方向的物理量，求矢量和时遵循 定则。 (2)标量：只有大小 的物理量，求和时按算术法则相加。,分力,力的合成,平行四边形,没有方向,试一试,2(2012运城模拟)如图225所示，质量为 m的滑块A受到与水平方向成角斜向上方 的拉力F作用，向右做匀速直线运动，则 滑块受到的拉力与摩擦力的合力的大小和方向是( ) AFsin BmgFsin C竖直向上 D向上偏右,图225,解析：将力F沿水平方向和竖直方向分解，水平分力为Fcos ，竖直分力为Fsin
5、，因滑块匀速直线运动，所以Fcos 与滑块所受的摩擦力等大反向，因此，滑块所受的拉力与摩擦力的合力的大小为Fsin ，方向竖直向上，A、C正确，B、D错误。,答案：AC,力的合成问题,互相垂直,两力等大，夹角,两力等大且 夹角120,合力与分力等大,1.几种特殊情况的共点力的合成,类型,作图,合力的计算,2.合力的大小范围 (1)两个共点力的合成：|F1F2|F合F1F2 即两个力大小不变时，其合力随夹角的增大而减小，当两力反向时，合力最小，为|F1F2|，当两力同向时，合力最大，为F1F2。 (2)三个共点力的合成： 三个力共线且同向时，其合力最大，为F1F2F3。 任取两个力，求出其合力的
6、范围，如果第三个力在这个范围之内，则三个力的合力的最小值为零，如果第三个力不在这个范围内，则合力的最小值为最大的一个力减去另外两个较小的力的和的绝对值。,例1 一物体受到三个共面共点 力F1、F2、F3的作用，三力的矢量关 系如图226所示(小方格边长相等)， 则下列说法正确的是 ( ) A三力的合力有最大值F1F2F3，方向不确定 B三力的合力有唯一值3F3，方向与F3同向 C三力的合力有唯一值2F3，方向与F3同向 D由题给条件无法求出合力大小,图226,尝试解题 用作图法先求出F1和F2的合力，其大小为2F3，方向与F3同向，然后再用F1和F2的合力与F3合成，可得出三个力的合力大小为3
7、F3，方向沿F3方向，故B正确。 答案 B,(1)力的大小和方向一定时，其合力也一定。 (2)作图法求合力，需严格用同一标度作出力的图示，作出规范的平行四边形。 (3)解析法求合力，只需作出力的示意图，对平行四边形的作图要求也不太严格，重点是利用数学方法求解。,力的分解问题,1.力的效果分解法 (1)根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向； (2)再根据两个实际分力的方向画出平行四边形； (3)最后由平行四边形和数学知识求出两分力的大小。 2正交分解法 (1)定义：将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法。,(2)建立坐标轴的原则：一般选共点力的作用点为原点，在静力学中，以少分解力和容易
8、分解力为原则(即尽量多的力在坐标轴上)；在动力学中，以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系。,图227,图228,例2 如图228所示，用轻绳OA、 OB和OC将重为G的重物悬挂在水平天花板 和竖直墙壁之间处于静止状态，AO绳水平， OB绳与竖直方向的夹角为。则AO绳的拉 力FA、OB绳的拉力FB的大小与G之间的关系为( ),审题指导 第一步：抓关键点,第二步：找突破口 要求AO绳的拉力FA和OB绳的拉力FB的大小，只要根据力的作用效果画出合力与分力间的关系图形，再结合数学知识求解即可。,关键点,结点O、重物均处于平衡状态,AO绳水平，OB绳与 竖直方向的夹角为,AO绳的拉力FA、OB
9、绳的拉 力FB的方向,静止状态,获取信息,答案 AC,解答力的分解问题时应注意的问题 (1)选取原则： 选用哪一种方法进行力的分解要视情况而定，一般来说，当物体受到三个或三个以下的力时，常利用三角形法或按实际效果进行分解，若这三个力中，有两个力互相垂直，可选用正交分解法。 当物体受到三个以上的力时，常用正交分解法。 (2)按实际效果分解力的一般思路：,“同类问题模型化”系列之（二） 绳上的“死结”和“活结”模型,模型概述 (1)“死结”可理解为把绳子分成两段，且不可以沿绳子移动的结点。“死结”两侧的绳因结而变成了两根独立的绳，因此由“死结”分开的两段绳子上的弹力不一定相等。 (2)“活结”可理
10、解为把绳子分成两段，且可以沿绳子移动的结点。“活结”一般是由绳跨过滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而形成的。绳子虽然因“活结”而弯曲，但实际上是同一根绳，所以由“活结”分开的两段绳子上弹力的大小一定相等，两段绳子合力的方向一定沿这两段绳子夹角的平分线。,超链接,典例 如图229甲所示，轻绳AD跨过固定的水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为M1的物体，ACB30；图乙中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水平方向也成30，轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为M2的物体，求：,图229,(1)轻绳AC段的张力FTAC与细绳EG的张力FTEG之比； (2)轻杆BC对C端的支持力
11、； (3)轻杆HG对G端的支持力。 解析 题图229 甲和乙中的两个物体M1、M2都处于平衡状态，根据平衡的条件，首先判断与物体相连的细绳，其拉力大小等于物体的重力；分别取C点和G点为研究对象，进行受力分析如图2210甲和乙所示，根据平衡规律可求解。,图2210,题后悟道 (1)对轻质杆，若与墙壁通过转轴相连，则杆产生的弹力方向一定沿杆。 (2)对轻质杆，若一端固定，则杆产生的弹力有可能沿杆，也有可能不沿杆，杆的弹力方向，可根据共点力的平衡求得。,如图2211所示，光滑斜面的倾 角为30，轻绳通过两个滑轮与A相连， 轻绳的另一端固定于天花板上，不计轻 绳与滑轮的摩擦。物块A的质量为m， 不计滑
12、轮的质量，挂上物块B后，当动滑轮两边轻绳的夹角为90时，A、B恰能保持静止，则物块B的质量为 ( ),图2211,答案：A,1如图2212所示的水平面上，橡皮绳一端 固定，另一端连接两根弹簧，连接点P 在 F1、 F2和 F3三力作用下保持静止。下列判断正确 的是 ( ) A. F1F2F3 B. F3F1F2 C. F2F3F1 D. F3F2F1 解析：由于三力处于共点平衡，三力首尾 相连构建封闭三角形，如图所示，由三角 形的边角关系可知，B项正确。,随堂巩固落实,图2212,答案：B,2(2012天水检测)如图2213所示， 一轻质弹簧只受一个拉力F1时，其 伸长量为x，当弹簧同时受到两
13、个拉 力F2和F3作用时，伸长量也为x，现 对弹簧同时施加F1、F2、F3三个力作用时， 其伸长量为x，则以下关于x与x关系正确的是( ) Axx Bx2x Cxx2x Dx2x 解析：由题述可知同时受到两个拉力F2和F3作用时，作用效果等同于只受一个拉力F1作用；同时施加F1、F2、F3三个力作用时，其伸长量为x2x，选项B正确。,图2213,答案：B,图2214,3如图2214所示，重力为G的物体 静止在倾角为的斜面上，将重力G 分解为垂直斜面向下的力F1和平行斜 面向下的力F2，那么 ( ) AF1就是物体对斜面的压力 B物体对斜面的压力方向与F1方向相同，大小为Gcos CF2就是物体
14、受到的静摩擦力 D物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力、 F1和F2共五个力的作用,解析：重力G是物体受的力，其两个分力F1和F2作用在物体上，故A错误；F2与物体受到的静摩擦力等大反向，并不是物体受到的静摩擦力，C错误；F1、F2不能与物体的重力G同时作为物体受到的力，D错误；物体对斜面的压力的大小等于重力G的分力F1Gcos ，方向与F1方向相同，B正确。 答案：B,4(2013九江模拟)如图2215所示， 静止在水平地面上的木箱，受到一 个方向不变的斜向上的拉力F作用。 当这个力从零开始逐渐增大，在 木箱离开地面前，它受到的摩擦力将 ( ) A逐渐增大 B逐渐减小 C先逐渐增大，后
15、又减小 D先逐渐减小，后又增大,图2215,解析：木箱没有运动前，受到的摩擦力为静摩擦力，设拉力F与水平方向的夹角为，则Ff1Fcos ，随着F的增大，摩擦力也增大；当木箱运动后，木箱受到的摩擦力为滑动摩擦力，且Ff2FN(mgFsin )，随着F的增大，摩擦力减小。综上可知C正确。 答案：C,5(2012重庆渝中模拟)如图2216甲所示为我国著名 选手张娟娟的射箭场景。已知弓的顶部跨度为l，弦均匀且弹性良好，其自由长度为l。发射时弦和箭可等效为图乙的情景，假设弓的跨度保持不变，即箭在弦的正中间，弦夹在类似动滑轮的附加装置上，将箭发射出去。已知弦的劲度系数为k，发射箭时弦的最大长度为2l(弹性
16、限度内)，则箭被发射瞬间所受的最大弹力为(设弦的弹力满足胡克定律) ( ),图2216,课时跟踪检测 见“课时跟踪 检测（六）”,答案：C,教师备选题,（给有能力的学生加餐）,图1,1如图1所示，置于水平地面的三脚架上固定 着一质量为m的照相机。三脚架的三根轻质 支架等长，与竖直方向均成30角，则每根 支架中承受的压力大小为 ( ),答案：D,2(2012太原模拟)我国国家大剧院外部呈 椭球形，将国家大剧院的屋顶近似为半 球形，一质量为m的警卫人员为执行特殊任 务，必须冒险在半球形的屋顶上向上缓慢爬行，当他爬到图中的P点时，他与圆心的连线OP同竖直方向的夹角为，设他受屋顶的支持力大小为FN，受
17、静摩擦力的大小为Ff，下列关系正确的是 ( ),图2,解析：对人进行受力分析，并将重力沿半圆的切线和半径方向进行分解，则由平衡条件可知：他受屋顶的支持力大小FNmgcos ，受静摩擦力的大小Ffmgsin ，故C、D正确。 答案：CD,3(2013宝鸡质检)如图3所示，硬杆一端 通过铰链固定在墙上的B点，另一端装 有滑轮，重物用绳拴住通过滑轮固定于 墙上的A点，若杆、滑轮及绳的质量和 摩擦均不计，将绳的固定端从A点稍向下 移，再使之平衡时，则 ( ) A杆与竖直墙壁的夹角减小 B绳的拉力减小，滑轮对绳的作用力增大 C绳的拉力大小不变，滑轮对绳的作用力增大 D绳的拉力、滑轮对绳的作用力大小都不变
18、,图3,解析：系统平衡时，绳的拉力大小始终 等于悬挂物体的重力，滑轮对绳的作用 力与两段绳的拉力的合力等大、反向， 且合力方向沿两段绳的角平分线，如图 中实线所示。当A点稍向下移后，两段绳的夹角变小，合力变大，合力与竖直方向的夹角变小，如图中虚线所示。故A、C正确。 答案：AC,4一质量为m的物块恰好静止在倾角为的 斜面上。现对物块施加一个竖直向下的 恒力F，如图4所示。则物块 ( ) A仍处于静止状态 B沿斜面加速下滑 C受到的摩擦力不变 D受到的合外力增大,图4,解析：不加力时，物块恰好静止在斜面上，说明mgcos mgsin ，加竖直向下的外力F后，由于(mgF)cos (mgF)sin
19、 ，物块仍然静止，A项正确，B项错误；不加F时物块受到的静摩擦力大小等于mgsin ，加F后静摩擦力大小等于(mgF)sin ，变大，C项错误；物块受到的合外力始终等于零，D项错误。 答案：A,图5,5(2012淄博模拟)如图5所示，滑轮固定 在天花板上，物块A、B用跨过滑轮不 可伸长的轻细绳相连接，物块B静止在 水平地面上。若用Ff和FN分别表示水平地面对物块B的摩擦力和支持力，那么若将物块B向左移动一小段距离，物块B仍静止在水平地面上，则Ff和FN的大小变化情况是 ( ) AFf、FN都增大 BFf、FN都减小 CFf增大，FN减小 DFf减小，FN增大,解析：细绳对物块B的拉力F等于物块
20、A的重力mAg，物块B向左移动一小段距离，细绳与水平方向的夹角增大，据平衡条件知FfmAgcos ，FNmBgmAgsin ，故随着增大Ff、FN都减小，故B正确。 答案：B,6(2012山西部分重点高中联考)如图6 所示，左侧是倾角为60的斜面，右 侧是 圆弧面的物体固定在水平地面 上，圆弧面底端的切线水平，一根两端分别系有质量为m1、m2小球的轻绳跨过其顶点上的小滑轮。当它们处于平衡状态时，连接m2小球的轻绳与水平线的夹角为60，不计一切摩擦，两小球可视为质点。两小球的质量之比m1m2等于 ( ) A11 B23 C32 D34,图6,答案：B,图7,7(2013豫南九校联考)如图7所示，
21、 不计质量的光滑小滑轮用细绳悬 挂于墙上O点，跨过滑轮的细绳 连接物块A、B，A、B都处于静 止状态，现将物块B移至C点后，A、B仍保持静止，下列说法中正确的是 ( ) AB与水平面间的摩擦力增大 B绳子对B的拉力增大 C悬于墙上的绳所受拉力不变 DA、B静止时，图中、三角始终相等,解析：因为将物块B移至C点后，A、B仍保持静止，所以绳子中的拉力大小始终等于A的重力不变，通过定滑轮，绳子对B的拉力大小也是等于A的重力不变，而B移至C点后，右侧绳子与水平方向的夹角减小，对B进行受力分析可知，B受到水平面的静摩擦力增大，所以A正确，B错误；对滑轮受力分析可知，悬于墙上的绳子所受拉力等于两边绳子的合力，由于两边绳子的夹角变大，两边绳子的合力将减小，C错误；由几何关系可知、三角始终相等，D正确。 答案：AD,图8,8如图8所示，人下蹲时，膝关节弯曲的角 度为，设此时大、小腿部的肌群对膝关 节的作用力F的方向水平向后，且大腿骨、 小腿骨对膝关节的作用力大致相等，那么 脚掌所受地面竖直向上的弹力约为 ( ),答案：D,